PL247494B1 - Sposób oczyszczania, zwłaszcza wód surowych i ścieków przemysłowych oraz zespół urządzeń do realizacji sposobu oczyszczania, zwłaszcza wód surowych i ścieków przemysłowych - Google Patents

Abstract

Zgłoszenie rozwiązuje zagadnienie sposobu oczyszczania, zwłaszcza wód surowych i ścieków przemysłowych oraz zespół urządzeń do realizacji tego sposobu. Sposób polega na tym, że do transportowanych pod ciśnieniem do reaktora (3) dopływowym kolektorem (1) wód surowych lub ścieków dodaje się kolejno reagenty, chemikalia i sprężone powietrze, po czym wzbogacone podczas przepływu o reagenty, chemikalia i napowietrzone wody surowe lub ścieki w reaktorze (3) uzupełnia o dozowane ciśnieniowo flokulanty anionowe i kationowe. Przereagowane wody surowe lub ścieki kieruje się na filtracyjny węzeł (20) i poddaje filtracji na złożu żwirowym lub ultrafiltracji na ciśnieniowych membranach ultrafiltracyjnych.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania, zwłaszcza wód surowych i ścieków przemysłowych oraz zespół urządzeń do realizacji sposobu oczyszczania, zwłaszcza wód surowych i ścieków przemysłowych, umożliwiający usunięcie z cieczy zanieczyszczeń stałych i mikroorganizmów poprzez skojarzenie procesu koagulacji i filtracji ciśnieniowej. Dotyczy to oczyszczenia wód surowych i ścieków w stopniu pozwalającym na ich dalsze wykorzystanie w przemyśle, głównie w przemyśle ciężkim, w tym także w energetyce.

Znane są sposoby wykorzystania zjawisk koagulacji i filtracji dla celów oczyszczania wód i ścieków. Niestety znane opracowania dotyczą procesów prowadzonych niezależnie.

Z opisu polskiego wynalazku, chronionego patentem nr PL 171 361, znany jest sposób prowadzenia ultrafiltracji i urządzenie do prowadzenia ultrafiltracji.

Wymieniony sposób polega na wielokrotnym przepuszczaniu zużytej cieczy przez moduły ultrafiltracyjne. W czasie procesu, po stronie odbioru przesączu wywołuje cykliczne ciśnienie wyższe od ciśnienia prowadzonego procesu ultrafiltracji. Ujawnione rozwiązanie wyróżnia się tym, że pomiędzy zbiornikiem przesączu, a kolektorem przesączu modułów ultrafiltracyjnych jest usytuowana pompa. Pompa stroną ssawną jest podłączona do zbiornika przesączu, zaś stroną tłoczną do kolektora przesączu. Kolektory z przyłączami modułów ultrafiltracyjnych mają kształt koła, na obwodzie którego są rozmieszczone moduły ultrafiltracyjne.

Celem rozwiązania, zgodnie z wynalazkiem jest wyeliminowanie dotychczasowych niedogodności poprzez opracowanie konstrukcji zespołu urządzeń tworzących instalację umożliwiającą prowadzenie procesu oczyszczania, głównie wód surowych i ścieków z zanieczyszczeń stałych i mikroorganizmów. W realizacji wynalazku chodzi o wykorzystanie skojarzenia zjawisk koagulacji i filtracji, prowadzonych ze stałą prędkością, bez przerywania strugi, poruszającej się siłą napędu ciśnienia wytwarzanego przez tłoczącą pompę, zainstalowaną na wejściu dopływowego kolektora. Celem wynalazku jest utrzymanie i zachowanie ciśnienia wód surowych oraz ścieków i tym samym nieprzerwanej strugi podczas całego procesu oczyszczania.

Istotą wynalazku w odniesieniu do zespołu urządzeń, jest budowa instalacji umożliwiającej realizację sposobu oczyszczania, zwłaszcza wód surowych i ścieków. Na zespół, zgodnie z rozwiązaniem składa się dopływowy kolektor połączony z reaktorem, na którego wlocie jest zamontowana tłoczna pompa o wydajności zapewniającej tłoczenie wód surowych lub ścieków pod ciśnieniem umożliwiającym przeprowadzenie skojarzonych reakcji, koagulacji i filtracji z nadążnym dozorowaniem warunków procesu, pozostających na stałym poziomie.

Dopływowy kolektor na odcinku, pomiędzy wlotem wód surowych lub ścieków a wylotem, usytuowanym w dennicy reaktora jest zaopatrzony w dozujące króćce ciśnieniowych dozowników, współpracujących z dozującymi pompami. Króćce są rozmieszczone jeden obok drugiego i zaopatrzone w dozujące ciśnieniowo dysze, którymi do przepływającej stałym strumieniem cieczy dozowane są reagenty, chemikalia oraz sprężone powietrze w odpowiedniej, ustalanej automatycznie ilości.

Dozowanie czynników chemicznych jest prowadzone automatycznie, a zapewnia to kontrolnopomiarowa aparatura, monitorującą przepływ. Kontrolno-pomiarowa aparatura współpracuje z układem sterowania, wchodzącym w skład zespołu według wynalazku.

Jako pierwszy na dopływowym kolektorze, od strony jego wlotu, jest zainstalowany dozownik reagenta korygującego wartość pH, dozowanego w postaci kwasu solnego lub ługu sodowego, w ilości do 5 mg/litr oczyszczanej cieczy, odpowiedniej do utrzymania właściwego odczynu pH. Ilość dozowanego reagenta jest ustalana przez monitorującą przepływ kontrolno-pomiarową aparaturę, współpracującą z systemem sterowania, odpowiednio do przeprowadzanej reakcji koagulacji i flokulacji.

Następnym dozownikiem zamontowanym na kolektorze przepływu, licząc od strony jego wlotu, jest dozownik substancji utleniających, dozowanych w ilości do 15 mg/litr, których zadaniem jest umożliwienie utleniania związków organicznych, zawartych w cieczy i tym samym obniżenie zawartości związków organicznych. Najczęściej jako substancję utleniającą w procesie, według wynalazku stosuje się nadmanganian potasu.

W dalszej kolejności na przepływowym kolektorze jest zainstalowany dozownik środków dezynfekcyjnych z króćcem, którego dyszy dozuje pod ciśnieniem do przepływającej cieczy środki dezynfekujące w ilości do 20 mg/litr. Na ogół są to związki chloru, których użycie w odpowiedniej dawce gwarantuje wysoką skuteczność biobójczą. Miernikiem skuteczności użycia środków dezynfekcyjnych jest ilość usuniętych z przepływających wód surowych lub ścieków zanieczyszczeń mikrobiologicznych.

Jako kolejny na przepływowym kolektorze jest umiejscowiony napowietrzacz, którego dysza kieruje do przepływającej strugi sprężone powietrze, napowietrzając ciecz i tym samym wspomagając efektywność utleniania jonów żelaza i manganu z form rozpuszczonych w cieczy do form tworzących sedymentacyjne zawiesiny.

Ostatnim, jest zbiornik z koagulantem, z króćca którego dozuje się do strugi zanieczyszczonej cieczy środki niezbędne w procesie koagulacji, pozwalające na łączenie cząstek fazy rozproszonej koloidów w większe struktury, które zostaną odseparowane na dalszym etapie procesu oczyszczania. Są to sole glinu (III) lub sole żelaza (III).

Reaktor ma postać ciśnieniowego, zamkniętego zbiornika, wyposażonego wewnątrz w rozmieszczone osiowo szybkoobrotowe, czteropłatowe, śmigłowe mieszadło, wykonujące 50-80 obrotów/minutę. Mieszadło jest zainstalowane pomiędzy ściankami oddzielającymi komory wewnątrz reaktora.

W ściance reaktora jest umiejscowiony króciec dozownika flokulantu, umożliwiający ciśnieniowe dozowanie do napowietrzonego roztworu ścieków, środków utleniających, dezynfekujących i koagulacyjnych, polimerowych flokulantów anionowych lub kationowych. Flokulanty dozowane ciśnieniowo mają za zadanie spotęgowanie zjawiska tworzenia aglomeratów poprzez zmianę potencjałów cząsteczek zdyspergowanych zanieczyszczeń, zawieszonych w wodach surowych lub w ściekach przepływających przez reaktor nieprzerwaną strugą.

Dawka dozowanych flokulantów jest uzależniona od rodzaju i ilości zawiesiny. Ich dozowanie jest prowadzone i kontrolowane przez kontrolno-pomiarową aparaturę monitorującą proces, współpracującą z układem sterowania.

Wewnętrzna przestrzeń reaktora jest podzielona na komory. Jest to komora mieszania, komora zatrzymania i komora odpływu, przy czym w komorze mieszania jest zainstalowane śmigłowe mieszadło. Komora mieszania jest oddzielona od komory zatrzymania pionowymi ściankami, a pomiędzy komorą zatrzymania i komorą odpływu znajduje się przegroda, poniżej której jest szczelina umożliwiająca przepływ przereagowanej cieczy z komory mieszania do komory odpływu. W górnej części przegroda jest połączona z pokrywą reaktora.

W pokrywie reaktora znajduje się wlot odpływowego kolektora, łączącego reaktor z filtracyjnym węzłem, transportującego nieprzerwaną strugą napowietrzone i przereagowane wody surowe lub ścieki z reaktora, uprzednio równomiernie wymieszane z chemikaliami, koagulantem i flokulantem w komorze mieszania, a następnie zmętnione, pełne kłaczków i aglomeratów wytrąconych w komorze zatrzymania, przepływających z komory zatrzymania pod przegrodą do komory odpływu, a stamtąd transportowanych na filtracyjny węzeł. Przereagowane wody surowe i ścieki przepływają pod ciśnieniem dzięki sile napędu ciśnienia nadanego na wlocie instalacji, przez tłoczną pompę.

W filtracyjnym węźle wody surowe lub ścieki są poddawane fizycznemu oczyszczeniu z zawiesin poprzez filtrację ciśnieniową na złożu żwirowym lub ultrafiltrację na ciśnieniowych membranach ultrafiltracyjnych. Rodzaj stosowanej filtracji jest uzależniony od oczekiwanej jakości przefiltrowanej cieczy.

Filtracyjny węzeł na złożu żwirowym, jest wyposażony w ciśnieniowy zbiornik, zaopatrzony w wewnętrzny, rozdzielczy układ rozprowadzający ciecz na warstwę filtracyjną, a następnie na drenażowy zespół, z którego odprowadzana jest przefiltrowana, oczyszczona woda. Uziarnienie złoża filtracyjnego stanowią mineralne frakcje wielkości 0,6-1,2 mm. Prędkość filtracji wynosi 8-14 m³/h.

Filtracyjny węzeł, stosowany do przeprowadzania procesu ultrafiltracji, jest utworzony z ciśnieniowych membran ultrafiltracyjnych, umożliwiających fizyczne odseparowanie cząstek stałych z cieczy.

Filtracyjny węzeł jest zaopatrzony w połączony z nim zespół mycia, z czujnikiem stałego pomiaru spadków pomiaru ciśnienia na wypływie filtra, który po otrzymaniu sygnału, że ciśnienie na filtrze osiągnęło wartość krytyczną uruchamia proces płukania filtra. Zespół mycia filtra współpracuje z systemem sterowania. Realizowanie procesu filtracji prowadzone jest podczas ciągłego, nieprzerwanego przepływu, którego siłą napędową jest ciśnienie wytworzone przez tłoczącą pompę, zainstalowaną na wlocie dopływowego kolektora.

Istotą wynalazku dotyczącego sposobu oczyszczania cieczy, zwłaszcza wód surowych i ścieków przemysłowych, jest dwuetapowość, polegająca na skojarzeniu procesu koagulacji ciśnieniowej i filtracji.

Sposób oczyszczania polega na tym, że do transportowanych pod ciśnieniem do reaktora dopływowym kolektorem, wód surowych lub ścieków przemysłowych, dodaje się kolejno reagenty, chemikalia i sprężone powietrze. Składniki te dozuje się ciśnieniowo na odcinku pomiędzy wlotem dopływowego kolektora a jego wylotem w reaktorze.

Jako pierwsze dodaje się związki zapewniające przepływającej strudze prawidłowy odczyn pH, dozowane w ilości do 5 mg/litr cieczy. Jako środek regulujący odczyn pH stosuje się kwas solny lub ług sodowy.

Kolejnym związkiem dodawanym do nieprzerwanej strugi w drodze do reaktora są substancje utleniające związki organiczne w niej zawarte, podawane w ilości do 15 mg/litr. Tymi substancjami jest przede wszystkim nadmanganian potasu.

W dalszej kolejności strugę przepływających wód surowych lub ścieków uzupełnia się o środki dezynfekujące w ilości do 20 mg/litr. Są to głównie związki chloru, gwarantujące wysoką skuteczność biobójczą i tym samym ograniczające w cieczy ilość zanieczyszczeń mikrobiologicznych.

Po dodaniu wymienionych powyżej składników, strugę napowietrza sprężonym powietrzem, która natleniając, zwiększa efektywność utleniania jonów żelaza i manganu z form rozpuszczonych do form tworzących sedymentujące zawiesiny.

Jako ostatnie do strugi dodaje się środki koagulujące w postaci soli glinu (III) lub soli żelaza (III) w ilości 5-50 mg/litr. Powyższe składniki powodują łączenie cząsteczek fazy rozproszonej koloidu w większe struktury, które na dalszym etapie oczyszczania są z cieczy odseparowywane.

Wzbogacone podczas przepływu o podane składniki, wody surowe lub ścieki, kieruje się do reaktora, gdzie po dotarciu do reaktora uzupełnia o kolejny składnik. Tym składnikiem są flokulanty anionowe i kationowe, których dodanie wpływa na poprawę agregacji zawieszonych w mieszaninie zanieczyszczeń dzięki zmianie potencjałów.

Mieszaninę ścieków lub wód surowych wraz z dodanymi składnikami poddaje się mieszaniu w komorze mieszania reaktora, mieszadłem z prędkością 50-80 obrotów na minutę. Równomiernie wymieszanie ścieki z chemikaliami, koagulantem i flokulantem przemieszczają się, przelewając z komory mieszania do komory zatrzymania, gdzie następuje proces zmętnienia, kłaczkowania i wytrącania aglomeratów o strukturze umożliwiającej zatrzymanie zanieczyszczeń na filtrach. Proces zatrzymania trwa 0,5-1,0 minuty.

Przepływające nieprzerwaną strugą, niesione siłą napędową ciśnienia 1,5-2,5 bara, nadanego przez tłoczącą pompę na wlocie dopływowego kolektora, ścieki, z komory zatrzymania pod przegrodą kierowane są do komory odpływu, a następnie do wlotu odpływowego kolektora, którym tłoczone są na filtracyjny węzeł.

Proces filtracji, w zależności od przeznaczenia i wymaganej jakości wody, prowadzi się ciśnieniowo na filtrach żwirowych lub na membranach filtracyjnych.

Filtracja ciśnieniowa na złożu żwirowym polega na wychwytywaniu i osadzaniu na podłożu skoagulowanych cząsteczek zawiesiny wytrąconych w procesie koagulacji.

Ultrafiltracja, przeprowadzana na ciśnieniowych membranach ultrafiltracyjnych pozwala na wychwytywanie wytrąconych cząstek koloidalnych, wysokocząsteczkowych substancji oraz mikroorganizmów.

Badania wykazały, że sposób oczyszczania wód surowych i ścieków, wykorzystujący opisany proces koagulacji i filtracji na filtrach żwirowych pozwala uzyskać redukcję zawiesin do wartości <0,5 mg/litr, redukcję związków żelaza do wartości <0,02 mg/litr, redukcję związków manganu do wartości <0,02 mg/litr oraz zanieczyszczeń organicznych o wartość <30-40%.

Wyniki badań oczyszczonych wód surowych i ścieków, z zastosowaniem opisanego procesu koagulacji i filtracji przy użyciu ciśnieniowych membran ultrafiltracyjnych, dały rezultaty, przejawiające się w redukcji zawiesin według współczynnika SDI<5, redukcji związków żelaza do <0,01 mg/litr, redukcji związków manganu <0,01 mg/litr i redukcji zanieczyszczeń organicznych <40-70%.

Dokładne, właściwe do potrzeb oraz zmieniających się parametrów wód surowych i ścieków dozowanie składników, tym samym uzyskanie bardzo dobrych rezultatów, jest możliwe dzięki monitorowaniu przepływu przez aparaturę kontrolno-pomiarową współpracującą z układem sterowniczym ustalającym prawidłowe dawki reagentów, koagulantów i flokulantów oraz powietrza, w zależności od składu wód surowych lub ścieków. To wiąże się także z użyciem sterowanych automatycznie dozujących pomp.

Rozwiązanie, zgodnie z wynalazkiem, dotyczy pełnego procesu technologicznego o bardzo szerokim zakresie uzdatniania wód surowych lub ścieków bez przerywania strugi. To umożliwia zminimalizowanie zużycia energii o 20-40% w stosunku do wcześniej stosowanych rozwiązań, głównie dzięki ograniczeniu pompowania. Instalacja wyposażona, zgodnie z rozwiązaniem, pozbawiona układów pompowania, zajmuje około 10-30% mniej powierzchni niż dotychczasowe instalacje o tym samym przeznaczeniu.

Dzięki nieprzerwanej strudze, oczyszczane wody lub ścieki są w ciągłym ruchu co zapobiega zaleganiu zawiesin i chroni instalację przed powstawaniem tzw. „martwych stref”.

Przedmiot wynalazku został zilustrowany na załączonym rysunku, na którym fig. 1 - przedstawia schemat blokowy zespołu urządzeń do realizacji sposobu oczyszczania ścieków przemysłowych z zastosowaniem filtracji na złożu żwirowym, natomiast fig. 2 - prezentuje schemat blokowy zespołu urządzeń do realizacji sposobu oczyszczania wód surowych z zastosowaniem filtracji na ciśnieniowych membranach ultrafiltracyjnych.

Sposób oczyszczania ścieków, według wynalazku, przykład 1, jest realizowany przy użyciu zespołu urządzeń do realizacji sposobu oczyszczania ścieków, który stanowi dopływowy kolektor 1, z wylotem usytuowanym w dennicy 2 reaktora 3. Kolektorem 1 są transportowane pod ciśnieniem 1,5-2,5 bara ścieki, tłoczone na wlocie za pomocą tłoczącej pompy 4. Na odcinku, pomiędzy wlotem ścieków, a ich wylotem w reaktorze 3, na dopływowym kolektorze 1 są zamontowane dozujące króćce ciśnieniowych dozowników reagentów, chemikaliów i napowietrzania, rozmieszczone jeden obok drugiego.

Króćce dozowników mają dozujące dysze, które ciśnieniowo do przepływających stałym, nieprzerwanym strumieniem ścieków dodają reagenty, chemikalia oraz sprężone powietrze w ustalanej automatycznie ilości. Określanie ilości dozowanych czynników jest prowadzone automatycznie, przez aparaturę kontrolno-pomiarową 5 monitorującą przepływ, w zależności od jakości filtrowanych ścieków. Kontrolno-pomiarowa aparatura 5 współpracuje z układem sterowania 6 zespołu urządzeń.

Jako pierwszy na przepływowym kolektorze 1, od strony wlotu, jest zainstalowany dozownik 7 reagenta wartości pH ścieków, dozujący składnik korygujący wartość pH w postaci kwasu solnego, w ilości 5 mg/litr ścieków. Dokładna ilość dozowanego reagenta jest ustalana przez monitorującą przepływ kontrolno-pomiarową aparaturę 5 współpracującą z system sterowania 6, odpowiednio do przeprowadzanej reakcji koagulacji i flokulacji.

Obok dozownika 7 regenta wartości pH, na przepływowym kolektorze 1 jest umiejscowiony dozownik 8 substancji utleniających, dostarczający substancję utleniającą. Tą substancją jest nadmanganian potasu podawany w ilości 10 mg/litr. Substancja utleniająca umożliwia utlenienie związków organicznych, zawartych w ściekach i tym samym pozwala na obniżenie zawartości związków organicznych.

Kolejnym, znajdującym się na dopływowym kolektorze 1, jest dozownik 9 środków dezynfekcyjnych. Jako środki dezynfekcyjne stosuje się związki chloru, podawane w ilości 15 mg/litr. Ich stężenie gwarantujące wysoką skuteczność biobójczą, a miernikiem jest ilość usuniętych ze ścieków zanieczyszczeń mikrobiologicznych.

Na przepływowym kolektorze 1 jest zamontowany także napowietrzacz 10 z dyszą kierującą do przepływającej strugi strumień sprężonego powietrza. Napowietrzanie ścieków wspomaga efektywność utleniania jonów żelaza i manganu z form rozpuszczonych do form tworzących sedymentacyjne zawiesiny.

W dalszej kolejności, na przepływowym kolektorze 1 znajduje się zawór zbiornika koagulanta 11, z króćca którego kierowany jest ciśnieniowo do strugi ścieków środek wspomagający proces koagulacji, dozowany w ilości 50 mg/litr. Koagulanty ułatwiają łączenie cząstek fazy rozproszonej koloidów w większe struktury, odseparowywane na dalszym etapie procesu, zgodnie z rozwiązaniem. Jako koagulant w procesie oczyszczania ścieków najlepsze rezultaty daje stosowanie soli żelaza (III).

Reaktor 3, w dennicy którego jest usytuowany wylot dopływowego kolektora 1, ma postać ciśnieniowego, zamkniętego zbiornika. Wewnątrz reaktora 3 jest zamontowane osiowo szybkoobrotowe, czteropłatowe, śmigłowe mieszadło 12, wykonujące 50-80 obrotów/minutę. Śmigłowe mieszadło 12 jest zainstalowane pomiędzy ściankami 13 komory mieszania 14, z której ścieki przepływają do komory zatrzymania 15, zatrzymując się w niej na okres 0,5 minuty.

W ściance reaktora 3, od strony komory mieszania 14 jest usytuowany króciec dozownika flokulantu 16, którym są podawane ciśnieniowo do napowietrzonego roztworu ścieków, środków utleniających, dezynfekujących i koagulacyjnych, polimerowych flokulantów anionowych lub kationowych. Flokulanty dozowane są dla spotęgowania zjawiska tworzenia aglomeratów, wymuszone poprzez zmianę potencjałów cząsteczek zdyspergowanych zanieczyszczeń, zawieszonych w ściekach transportowanych do reaktora.

Dawka dozowanych flokulantów jest uzależniona od rodzaju i ilości zawiesiny.

Oprócz komory mieszania 14, połączonej z komorą zatrzymania 15, wewnątrz reaktora 3 jest także wydzielona komora odpływu 17, oddzielona od komory zatrzymania 15 przegrodą 18.

W pokrywie reaktora 3, pomiędzy mocowaniem górnej ścianki a przegrodą 18 jest umiejscowiony wlot odpływowego kolektora 19, łączącego reaktor 3 z filtracyjnym węzłem 20. Odpływowym kolektorem są transportowane, z zachowaniem nieprzerwanej strugi chemicznie przereagowane w dopływowym kolektorze 1 i w reaktorze 3 ścieki.

Ścieki wpływające wlotem w dennicy 2 do reaktora 3 są kierowane do komory mieszania 14 gdzie następuje ich dokładne wymieszanie śmigłowym mieszadłem 12 z flokulantem, podawanym wprost do reaktora 3 dyszą krócica 16, po czym z komory mieszania 14 przelewają się do komory zatrzymania 15. W komorze zatrzymania 15 następuje ich zmętnienie, kłaczkowanie i tworzenie aglomeratów z zanieczyszczeń o strukturze zapewniającej ich zatrzymanie na filtrze. Z komory zatrzymania 15 pod przegrodą 18 przereagowane ścieki przepływają do komory odpływu 17, a stamtąd, do odpływowego kolektora 19 na filtracyjny węzeł 20 ze złożem żwirowym.

Filtracyjny węzeł 20 jest zaopatrzony w połączony z nim zespół mycia 21, z czujnikiem stałego pomiaru spadków pomiaru ciśnienia na wypływie filtra, który po otrzymaniu sygnału, że ciśnienie na filtrze osiągnęło wartość krytyczną uruchamia proces płukania filtra. Zespół mycia filtra współpracuje z systemem sterowania 6.

Sposób oczyszczania wód surowych, zgodnie z wynalazkiem, przykład 2, jest możliwy do realizowania przy użyciu zespołu urządzeń, który stanowi dopływowy kolektor 1, z wylotem znajdującym się w dennicy 2 reaktora 3. Kolektorem 3 są transportowane pod ciśnieniem 1,5-2,5 bara surowe wody, tłoczone na wlocie do dopływowego kolektora 1 za pomocą tłoczącej pompy 4. Na odcinku, pomiędzy wlotem surowych wód a ich wylotem w reaktorze 3, na dopływowym kolektorze 1 są zamontowane dozujące króćce ciśnieniowych dozowników reagentów, chemikaliów i napowietrzania, rozmieszczone jeden obok drugiego.

Króćce dozowników są wyposażone w dozujące dysze, które ciśnieniowo do przepływających stałym, nieprzerwanym strumieniem surowych wód dozują reagenty, chemikalia oraz sprężone powietrze w ustalanej automatycznie ilości. Określanie ilości dozowanych czynników prowadzi się automatycznie, przy pomocy kontrolno-pomiarowej aparatury 5 monitorującej przepływ. Kontrolno-pomiarowa aparatura 5 współpracuje z układem sterowania 6 zespołu urządzeń.

Jako pierwszy na przepływowym kolektorze 1, od strony wlotu, jest zainstalowany dozownik 7 reagenta wartości pH cieczy. Składnik ten jest używany w postaci kwasu solnego i dodawany w ilości 5 mg/litr ścieków. Dokładna ilość dozowanego reagenta jest ustalana przez monitorującą przepływ kontrolno-pomiarową aparaturę 5 współpracującą z system sterowania 6, odpowiednio do przeprowadzanej reakcji koagulacji i flokulacji.

Obok dozownika 7 regenta wartości pH, na przepływowym kolektorze 1 jest umiejscowiony dozownik 8 substancji utleniających, dostarczający do nieprzerwanej strugi wód surowych w kolektorze 1 substancję utleniającą. Tą substancją jest nadmanganianu potasu, dozowany w ilości 10 mg/litr. Substancja utleniająca pozwala na utlenienie związków organicznych, zawartych w cieczy i tym samym obniżenie zawartości związków organicznych.

Kolejnym, zamontowanym na dopływowym kolektorze 1, jest dozownik 9 środków dezynfekcyjnych. Jako środki dezynfekcyjne stosuje się związki chloru, podawane w ilości 15 mg/litr. Ich stężenie gwarantuje wysoką skuteczność biobójczą, a miernikiem działania jest ilość usuniętych zanieczyszczeń mikrobiologicznych.

Następnym w kolejności, zainstalowanym na dopływowym kolektorze 1 jest napowietrzacz 10 z dyszą kierującą do przepływającej strugi strumień sprężonego powietrza. Napowietrzanie surowych wód wspomaga efektywność utleniania jonów żelaza i manganu z form rozpuszczonych do form tworzących sedymentacyjne zawiesiny.

Na kolektorze przepływu 1 znajduje się także zawór zbiornika koagulantu 11, z dyszy króćca którego jest podawany ciśnieniowo do strugi środek wspomagające proces koagulacji, dozowany w ilości 40 mg/litr. Koagulant ułatwia łączenie cząstek fazy rozproszonej koloidów w większe struktury, odseparowywane na dalszym etapie procesu, zgodnie z rozwiązaniem. Jako koagulant w tym procesie stosuje się sole żelaza (III).

Reaktor 3, w którego dennicy 2 jest usytuowany wylot przepływowego kolektora 1, ma postać ciśnieniowego, zamkniętego zbiornika. Wewnątrz reaktora 3 jest zamontowane osiowo szybkoobrotowe, czteropłatowe, śmigłowe mieszadło 12, wykonujące 50-80 obrotów/minutę. Śmigłowe mieszadło 12 jest zainstalowane pomiędzy ściankami 13 komory mieszania 14, z której surowe wody przelewają się do komory zatrzymania 15.

W ściance reaktora 3, od strony komory mieszania 14 znajduje się króciec dozownika flokulantu 16, którym podaje się do napowietrzonego roztworu wód surowych, środków utleniających, dezynfeku jących i koagulacyjnych, polimerowe flokulanty anionowe lub kationowe. Flokulanty dozuje się dla spotęgowania zjawiska tworzenia aglomeratów, wymuszone poprzez zmianę potencjałów cząsteczek zdyspergowanych zanieczyszczeń, zawieszonych w ściekach transportowanych do reaktora.

Dawka dozowanych flokulantów jest uzależniona od rodzaju i ilości zawiesiny.

Oprócz komory mieszania 14, połączonej z komorą zatrzymania 15, wewnątrz reaktora wydzielona jest także komora odpływu 17, oddzielona od komory zatrzymania 15 przegrodą 18.

W pokrywie reaktora 3, pomiędzy mocowaniem górnej ścianki a przegrodą 18 jest umiejscowiony wlot odpływowego kolektora 19, łączącego reaktor 3 z filtracyjnym węzłem 20. Odpływowym kolektorem 19 transportowane są z zachowaniem nieprzerwanej strugi chemicznie przereagowane w dopływowym kolektorze 1 i reaktorze 3 surowe wody. Wody te uprzednio wlotem w dennicy 2; reaktora 3 są kierowane do komory mieszania 14 gdzie następuje ich dokładne wymieszanie śmigłowym mieszadłem 12 z flokulantem, dozowanym bezpośrednio do reaktora 3, po czym przelewając się, przepływają do komory zatrzymania 15 gdzie następuje ich zmętnienie, kłaczkowanie i tworzenie aglomeratów z zanieczyszczeń o strukturze zapewniającej zatrzymanie na filtrze. Z komory zatrzymania 15 przereagowane wody pod przegrodą 18 ciśnieniowo kierowane są do komory odpływu 17, a stamtąd do odpływowego kolektora 19 transportującego wody na filtracyjny węzeł 20 z ciśnieniowymi membranami ultrafiltracyjnymi. Na ciśnieniowych membranach ultrafiltracyjnych zatrzymywane są cząsteczki koloidalne, wysokocząsteczkowe substancje rozpuszczone oraz mikroorganizmy.

Filtracyjny węzeł 20 jest zaopatrzony w połączony z nim zespół mycia 21, z czujnikiem stałego pomiaru spadków pomiaru ciśnienia na wypływie filtra, który po otrzymaniu sygnału, że ciśnienie na filtrze osiągnęło wartość krytyczną uruchamia proces płukania filtra. Zespół mycia filtra współpracuje z systemem sterowania 6.

Claims (6)

1. Sposób oczyszczania, zwłaszcza wód surowych i ścieków przemysłowych, znamienny tym, że do transportowanych pod ciśnieniem do reaktora (3) dopływowym kolektorem (1) wód surowych lub ścieków dodaje się kolejno reagenty, chemikalia i sprężone powietrze, po czym wzbogacone podczas przepływu o reagenty, chemikalia i napowietrzone wody surowe lub ścieki kieruje się do komory mieszania (14) reaktora (3), uzupełnia o flokulanty anionowe i kationowe, po czym miesza śmigłowym mieszadłem (12) z prędkością 50-80 obrotów na minutę, skąd wody surowe i ścieki są przelewane do komory zatrzymania (15) i poddawane procesowi mętnienia, kłaczkowania i wytrącania aglomeratów, po czym kierowane są do komory odpływu (17), a następnie na wlot odpływowego kolektora (19) i transportowane na filtracyjny węzeł (20), gdzie poddawane są ciśnieniowej filtracji na złożu żwirowym lub ultrafiltracji na ciśnieniowych membranach ultrafiltracyjnych, z wykorzystaniem siły napędu wytworzonej ciśnieniowo przez tłoczną pompę (2) na wlocie dopływowego kolektora (1), przy czym jako pierwszy do nieprzerwanej strugi wód surowych tub ścieków transportowanych dopływowym kolektorem (1) do reaktora (3) dodaje się reagent wartości pH w postaci kwasu solnego lub ługu sodowego w ilości do 5 mg/litr, następnie substancje utleniające w postaci nadmanganianu potasu, dozowane w ilości do 15 mg/litr, po czym środki dezynfekcyjne, w postaci związków chloru są dozowane w ilości do 20 mg/litr, a w dalszej kolejności sprężone powietrze oraz koagulant w ilości 5-50 mg/Iitr, korzystnie w formie soli glinu (III) lub soli żelaza (III).

2. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że wody surowe lub ścieki transportuje się siłą napędową ciśnienia wytworzonego na wlocie dopływowego kolektora (1) przez tłoczną pompę (4), utrzymującą nieprzerwaną strugę podczas całego procesu oczyszczania.

3. Sposób, według zastrz. 1, znamienny tym, że reagenty, koagulanty i flokulanty do wód surowych lub ścieków dozuje się ciśnieniowo, w ustalanej automatycznie dawce przez monitorującą przepływ aparaturę kontrolno-pomiarową (5), współpracującą z układem sterowania (6).

4. Zespół urządzeń do realizacji sposobu oczyszczania wód surowych i ścieków przemysłowych, znamienny tym, że jest utworzony przez dopływowy kolektor (1) z wylotem usytuowanym w dennicy reaktora (3), przy czym na wlocie dopływowego kolektora (1) jest zainstalowana tłocząca pompa (4), a na odcinku, pomiędzy wlotem dopływowego kolektora (1) a jego wylotem w reaktorze (3) są zamontowane dozujące króćce ciśnieniowych dozowników, przy czym króćce te są rozmieszczone jeden obok drugiego i połączone z kontrolno-pomiarową aparaturą (5), współpracującą z układem sterowania (6), a jako pierwszy na przepływowym kolektorze (1) jest zainstalowany króciec dozownika reagenta wartości pH (7), następnie króciec dozownika substancji utleniających (8), w dalszej kolejności króciec dozownika środków dezynfekcyjnych (9), po czym napowietrzacz (10) a jako ostatni króciec dozownika koagulantu (11), ponadto reaktor (3), w dennicy którego znajduje się wylot przepływowego kolektora (1) ma postać ciśnieniowego, zamkniętego zbiornika z zamontowanym wewnątrz osiowo śmigłowym mieszadłem (12), w komorze mieszania (14), pomiędzy ściankami (13), wykonującym 50-80 obrotów/minutę, przy czym komora mieszania (14) jest połączona z komorą zatrzymania (15), oddzieloną od komory odpływu (17) przegrodą (18), ponadto w ściance reaktora (3) jest zainstalowany króciec dozownika flokulantu (16), natomiast w pokrywie reaktora (3), pomiędzy zewnętrzną ścianką a przegrodą (18) znajduje się wylot odpływowego kolektora (19), łączącego reaktor (3) z filtracyjnym węzłem (20) z filtrem na złożu żwirowym lub z filtrem na ciśnieniowych membranach ultrafiltracyjnych.

5. Zespół, według zastrz. 4, znamienny tym, że filtr na złożu żwirowym jest wypełniony mineralnym materiałem filtracyjnym o granulacji 0,6-1,2 mm i zaopatrzony w wewnętrzny układ rozdzielczy oraz układ drenażowy.

6. Zespół, według zastrz. 4, znamienny tym, że filtracyjny węzeł (20) jest zaopatrzony w zespół mycia (21) z czujnikiem stałego pomiaru spadków ciśnienia na wypływie filtrów, współpracującym z systemem sterowania (6).